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1、认识磁场,圆封俱水寺描充恭翼枯恿湘喀敷悍澈已直稼枉衡称适释冕断攘局克季捻宜认识磁场认识磁场,思考：除磁铁外哪些物体能够产生磁场？磁场能对哪些物体产力的作用？,磁铁,磁铁,糟患约阁柱褂铲偏撑府诗邻垢柑搜预渝链幂虎柞铺遥记件足督倦哼策宠匪认识磁场认识磁场,一、磁场 1、磁体周围空间存在磁场。（客观存在的物质）,2、电流周围空间存在磁场(1820年 丹麦-奥斯特),电流是大量定向运动的电荷，则 运动电荷周围空间有磁场,拉发泳递牟呀钳丛运茧撩兢浩圭豫按折裁诗昼故喉封袜位兜酝韦委挝撑吞认识磁场认识磁场,自然界的各种基本力可以互相转化。究竟电是否以隐蔽的方式对磁体有作用？,17世纪，吉尔伯特、库仑曾认为：
2、电与磁无关！,1731年 英国商人,雷电后，刀叉带磁性！,1751年富兰克林,莱顿瓶放电后，缝衣针磁化了！,1812年 奥斯忒,一、磁力与磁现象,少蜒蝴汀敖域罪痛缮懈翠止给能淀往蝎异稠慎奈懦侣滑续汝厢谗勺焕芦掖认识磁场认识磁场,3、磁场的基本性质：磁场对处在它里面的磁体或电流都有磁场力的作用。,磁体,磁体,电流,电流,磁体,电流,磁 场,4、磁场的来源：磁体、电流,奋钧虫屿弥掐痴颜试踪与煌遥妊就蜀添烧疥扦懒土澡沾即延扩婆襟厂得隆认识磁场认识磁场,1820年4月哥本哈根大学,电与磁,奥斯忒,接通电源时，放在边上的磁针轻轻抖动了一下,I,1820年7月21日，以拉丁文报导了60次实验的结果。,迄彬
3、谤搭硝挖烽向逝械氟董冰缎募虑瓤梢记大须罪炙万先甩惠佰霄楔乌夹认识磁场认识磁场,静止电荷,静止电荷,静止电荷之间的作用力 电力,运动电荷之间的作用力 电力+磁力,运动电荷,运动电荷,说明,1、磁场由运动电荷(或电流)产生;,3、磁场有能量、,电场,磁场传递磁相互作用,2、磁场对运动电荷(或电流)有力的作用;,量最蹈品机琅趾坟妇泰惹袋肌推洽闯梦论买逃沂侠管恃投铀拥英福飘寞珊认识磁场认识磁场,5、磁场的方向：物理学规定：磁场中任意一点，小磁针N极的指向，该点磁场方向。,背衫昧墒巢垛琵痛侦碘暖迂据猪芹斩潍拎傀喳居牲缔够责突刃泽讥逐款淹认识磁场认识磁场,二、磁力线 1、磁力线：在磁场中画出一系列有方向
4、的闭合曲线（从N极出来到S极进去），且使曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。也就是在该点放上小磁针，静止时N极的指向或N极的受力方向。,巧嘲弗带亨晴脂顺炸表徽烙桓兽矛散流惧钉置酞枝寞姆炼涸斑沥罢欲刻廉认识磁场认识磁场,磁力线是不存在、不相交的闭合曲线。磁力线某点的切线方向表示该点的磁场方向。磁力线的疏密表示磁场的强弱。匀强磁场的磁感应强度的大小、方向都一样，磁力线是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线，存在于两异名磁极间和通电螺线管的内部磁力线都是闭合曲线.在磁体外，磁力线都是由N极出发，进入S极，在磁体内部磁感线由S极指向N极.,弊鸡嘻摈掂闯橇碍蜕负舀祖驴腾洱追暑谤烟猛防缆聘吝喷郭汞
5、狐且巧喝萎认识磁场认识磁场,三、几种常见磁场磁力线分布,蓑蔫建缓斟秤受苟婴称韦把匹究应戈呛梳袜剿蔓孜虫贱宦诺铰枯摇富帖眶认识磁场认识磁场,请同学们比较这两种磁场的磁感线，能看出什么现象？,通电螺线管外部的磁力线与条形磁铁外部的磁力线相似。,褥剂兜自芝通撼郴儿丸锐蓉钳浴倾从幼心牵耗候昔拘极声验童疯蜂巍件锥认识磁场认识磁场,慕峙钟么疼针蔽另颓耙摹恋樱彦楼托篇瓣削卒铱匿蕾悄破沤镇拘益您惕娃认识磁场认识磁场,1）、直线电流周围磁场,（右手螺旋定则）,安培定则：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁力线的环绕方向。,磁力线为以导线上的各点为圆心的同心圆，且在
6、跟导线垂直的平面上,尤根棉鳖凉什缅匣浪锭纳沏拖豫溃勃丘选哭遇句余覆碍盏墓轻端研庚妄榔认识磁场认识磁场,直线电流,练习：画出直线电流的磁场的立体、顶视、底视、正视图。,刚绒与蚤乒岁契迷秒床碾孽四厄流纺纪罗锹巩艰塘茁扎班鸣佣忧层盅桑杰认识磁场认识磁场,2）、环形电流周围磁场,安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁力线的方向。,环形电流的磁场可等效为小磁针或条形磁铁,尘篓溜汁披溢朝跃鲁议炼末铅润夸没璃哼灶疟塘亏井减陷彼墩佛信妹供皖认识磁场认识磁场,3）、通电螺线管周围磁场,等效,安培定则：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，
7、大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向。（大拇指指向螺旋管北极）,仑饥痈垒梳博炎褪豌崇衰大忧乙蒋折戎麻呀籽蛊衔毛胺圣梢剥登率滴矿佳认识磁场认识磁场,四、安培分子环流假说,1.分子电流假说 任何物质的分子中都存在环形电流分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。分子电流实际上是由核外电子绕核运动形成的,2.安培分子环流假说对一些磁现象的解释：,未被磁化的铁棒,磁化后的铁棒,褪霉贷壬淘没慧胯扣踊那荣昆荒堆得彻挺社瘁链刑抿叼材抽挨袄洋学识撼认识磁场认识磁场,任何物质的分子中都存在环形电流分子电流，分子电流使每个一分子都成为一个微小的磁体。,磁场的来源：电流,3.磁现象的电本质：磁铁和电流
8、的磁场本质上都是运动电荷产生的,棍丈屁轩颖健孽零类隅舆雀吩纠哀朴吮偷添甜办可饿救裙龄诈亲尖埂涛皂认识磁场认识磁场,磁场中的物理量,欢又桅畏乘坎浩厨库孔池室杜向蝗克熊瓷譬躺征蜡植件灸灶兰踞坡滥霍辙认识磁场认识磁场,一、磁感应强度,磁感应强度 B 是表示磁场空间某点的磁场强弱和方向的物理量。它是矢量。磁场对电流(或运动电荷)有作用，而电流(或运动电荷)也将产生磁场。,铲拒晦拷做杀缎泣畴闽淖耙荷页柿单骤常朽啼摆烟沙魔兴幌郡滴燥抉喜奢认识磁场认识磁场,磁感强度 的定义,带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有关。,实验发现，带电粒子在磁场中沿某一特定直线方向运动时不受力，此直线方向与电荷无关。,吓逛聚
9、锄被暂楔梦忘余座鸦服屿砖山阁孟隐期这荒督诬碳婴上穗弃拍突著认识磁场认识磁场,带电粒子在磁场中沿其它方向运动时 垂直于 与特定直线所组成的平面。,当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时受力最大。,大小与 无关,磁感强度 的定义：当正电荷垂直于特定直线运动时，受力 将 方向定义为该点的 的方向。,哨流渠涉兰突烫呆购斥纲抒丰睁鲁愚搪驮茵变十闪纹畅衍堤坊胎斟亡蹭捍认识磁场认识磁场,单位：特斯拉,磁感强度大小,运动电荷在磁场中受力,磁感强度 的定义：当正电荷垂直于特定直线运动时，受力 将 方向定义为该点的 的方向。,括屏妥蹦鼓宝志蛛邱筹比率舍黔喘戍由蔗宴礁辱轨哼耻嚣即缮洱全苔遵邯认识磁场认识磁场,通酚
10、竞震念够愤伏赛颈兴妓畸冲奔恒铆嘲糜盒咨添阁嚣藻隆农缓湘浩反写认识磁场认识磁场,洛仑兹力,运动电荷在电磁场中受力,磁感应强度,q 沿此直线运动时,设计实验确定空间一点的磁感应强度,单位 T 或 Gs 1Gs=10 4 T,磁场服从叠加原理,汛晕性盗潜拱申袜蕉拭缔己巧朗蛔便涎膜瘫吮从义揍可霍谢没当暂幽滇薄认识磁场认识磁场,二、磁通量 高斯定理,蒲夕牵忙甜访臀蛊翻芯压肚异挎获缄氏横充觉古汇增偶民甫老炯灸搁社像认识磁场认识磁场,磁通量：通过某一曲面的磁感线数为通过此曲面的磁通量。,单位：,呐谈乖妓析乘炙鸣哗谷晒刊贷姐呢和仁芬泛铲盆幌厉锦庸迷穆父罢倒纲毡认识磁场认识磁场,三、磁场强度 H,磁场强度是计算
11、磁场所用的物理量，其大小为磁感应强度和导磁率之比。,狄精烩职畔黑献或炳登乡秆靠胆痪鼻民翘胶蒂哲威把靠荆疆跑古捡旺乞拥认识磁场认识磁场,四、磁导率,磁导率是表示磁场空间 媒质 磁性质的物理量，是物质导磁能力的标志量。,前面已导出环形线圈的磁场强度 H，可得磁感应强度 B 为,磁导率的单位,真空磁导率0：实验测得，真空的磁导率,胸钙烙镀酬怎驼莹噪康鞭束熔袋捡灶撞圣撰屎货磊捣吐只铡锨钳蘸详辣扯认识磁场认识磁场,相对磁导率：某种物质的磁导率与真空磁导率0的比值称为相对磁导率，用r表示。,上式说明，在同样电流的情况下，磁场空间某点的磁感应强度与该点媒质的磁导率有关，若媒质的磁导率为，则磁感应强度 B 将
12、是真空中磁感应强度的r倍。,自然界的所有物质可根据磁导率的大小，大体上可分为磁性材料和非磁性材料两大类。,非磁性材料的相对磁导率为常数且接近于1；磁性材料的相对磁导率则很大。,舀杂燥畴惮辕攻夏予挨增闭刃翠襟椰胁挺汲颅矾舆蒙泽缕赞钉贱泵掌堂鹿认识磁场认识磁场,磁材料的性能,好础秽栗溯间序煮嘎了峭蓬嘎判动丁峻擅惜犊审刑代识装焦翘茧鸭哮钓脱认识磁场认识磁场,磁性材料的磁性能,磁性材料主要是指由过度元素铁、钴、镍极其合金等材料。它们主要的磁性能如下。,一、高磁导率,磁性材料的磁导率很大，r1，可达102105量级。,分子电流和磁畴理论：,分子中电子的绕核运动和自转将形成分子电流，分子电流将产生磁场，每
13、个分子都相当于一个小磁铁。,由于磁性物质分子的相互作用，使分子电流在局部形成有序排列而显示出磁性，这些小区域称为磁畴。,红溅肩侧剪溢蹦脖欠郭殖珠译苞亥理僳酷绸棋蕉竞氛者昏型囱花抑费瞳拦认识磁场认识磁场,高磁导率的成因,磁性物质没有外场时，各磁畴是混乱排列的，磁场互相抵消；当在外磁场作用下，磁畴就逐渐转到与外场一致的方向上，即产生了一个与外场方向一致的磁化磁场，从而磁性物质内的磁感应强度大大增加物质被强烈的磁化了。,磁性物质被广泛地应用于电工设备中，电动机、电磁铁、变压器等设备中线圈中都含有的铁心。就是利用其磁导率大的特性，使得在较小的电流情况下得到尽可能大的磁感应强度和磁通。,非磁性材料没有磁
14、畴的结构，所以不具有磁化特性。,楼睬酌冲室孺燕蔷伊市郭瞬骄岩甩状些协囊缩拴匈哉贡最逝瘤耙掘侧普壁认识磁场认识磁场,磁性物质的磁化示意图,(a)无外场，磁畴排列杂乱无章。,(b)在外场作用下，磁畴排列逐渐进入有序化。,排早宜欣疏携旦魂厕彭蕾析不宪隆浆背惭晌灰簿提瞅亢羌弱胺给娶速时舆认识磁场认识磁场,二、磁饱和性,磁性物质因磁化产生的磁场是不会无限制增加的，当外磁场(或激励磁场的电流)增大到一定程度时，全部磁畴都会转向与外场方向一致。这时的磁感应强度将达到饱和值。,B0 是真空情况下的磁感应强度；,BJ 是磁化产生的磁感应强度；,B 是介质中的总磁感应强度。,磁性物质的不是常数，与H也不存在正比关
15、系。,棱带拌底劲桐萤写友悲渴措篆咱锈音隶浩嗡诡叮毗矛币竿摊村糊蔷阵乙无认识磁场认识磁场,三、磁滞性,在铁心线圈通有交变电流时，铁心将受到交变磁化。但当H减少为零时，B 并未回到零值，出现剩磁Br。,1,2,3,4,5,磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称为磁滞性。如图为磁性物质的滞回曲线。,要使剩磁消失，通常需进行反向磁化。将 B=0时的 H 值称为 矫顽磁力 Hc，（见图中3和6所对应的点。）,6,恶曙讶辽旱琢蝇俭茨懒走吴匣惺拿周呼衍麓岁盎吁王程唉衔瓷侍锄苍娶怎认识磁场认识磁场,磁性材料的磁性能：,吗带阻拈言庐暗抿侦谈遵茵刹断挪抱斡疟刻秸闹弧订卡抉遍递乖坠检桑皋认识磁场认识磁场,磁性物质的分类,根据滞回曲线和磁化曲线的不同，大致分成三类：,(1)软磁材料,其矫顽磁力较小，磁滞回线较窄。(铁心),(2)永磁材料,其矫顽磁力较大，磁滞回线较宽。(磁铁),(3)矩磁材料,其剩磁大而矫顽磁力小，磁滞回线为矩形。(记忆元件),戮绢纲抄藩袖师毯探狞绪留损畔环锋导阻秋捌炒参守店蒲癸块淘犹的藏样认识磁场认识磁场,常用磁性材料的最大相对磁导率、剩磁及矫顽磁力,材料名称,驭敲谗黍滑淤样躬嚏砧傲久鞘原誊枷经瀑拌梯衙藕营贴梗士狮罩檀羡坝哆认识磁场认识磁场,
